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    <title>国防科技框架 | 小熊的技术文档</title>
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class="theme-default-content content__default"><h1 id="国防科技框架"><a href="#国防科技框架" class="header-anchor">#</a> 国防科技框架</h1> <blockquote><p>来自2019年9月英国国防部。</p></blockquote> <h2 id="引言"><a href="#引言" class="header-anchor">#</a> 引言</h2> <h3 id="战略背景"><a href="#战略背景" class="header-anchor">#</a> 战略背景</h3> <p>快速而深刻的技术变革是塑造现代世界的最有力因素之一。它创造了巨大的机遇，但却引发了日益复杂、模糊和不稳定的全球威胁，并促进了深刻的社会、经济和政治转变。</p> <p>技术是一种战略力量；最能预见和利用技术机会的国家在未来的冲突中可能具有决定性的优势。英国国防部需要：</p> <ul><li>了解技术发展带来的问题、影响、威胁和选择。</li> <li>制定必要的技术政策和战略，以适当应对并实现我们的战略目标。</li> <li>优化我们在国防企业中利用技术的方法。</li> <li>优先考虑对当前和未来具有最大潜在影响的科学技术（Science and Technology，S&amp;T）能力<sup class="footnote-ref"><a href="#fn1" id="fnref1">[1]</a></sup>和活动的投资。</li></ul> <p>国防技术框架（Defence Technology Framework，DTF）是国防部理解和方法的核心。在一个资源有限的环境中，鉴于技术变革的广度和无情的步伐，一些重点的努力是必不可少的。国防部需要找出最大的技术挑战和机遇的来源。它需要获得适当的能力基础（人员、知识、设施、工业能力等），以了解和开发提供最有前途的交叉应用的技术。它需要以与现实世界变革相关的速度利用这些技术。本DTF旨在提供必要的关注点。</p> <p>我们评估，这里确定的基本技术对于发展在未来冲突中实现决定性和负担得起的军事效果的能力至关重要。因此，这一框架将为国防政策、战略和投资规划提供信息和指导。它还提供了一个需求信号，以帮助国防企业（包括其内部投递代理）预测并计划支持未来的能力需求。</p> <p>然而，我们知道，基本技术发展将主要发生在政府部门之外，有效的国防现代化必须与工业界、学术界和国际合作伙伴结成伙伴关系。这一框架清楚地表明了我们前往这些外部合作伙伴的方向，并作为一个重要的参考点，帮助他们了解国防部打算如何与他们接触，以寻求更好和更快的能力成果。</p> <h4 id="技术引领的现代化"><a href="#技术引领的现代化" class="header-anchor">#</a> 技术引领的现代化</h4> <p>这一DTF建立并补充了国防领域更广泛的举措，以使方法现代化，加强重要的国际伙伴关系，建立工业恢复力并支持繁荣。这是以技术为主导的现代化政策的一部分，该政策旨在通过确保国防战略、投资和计划都以共同的战略理解为指导，即技术是如何发展的，如何应用的，以及它可用于解决国防当前和未来的挑战。</p> <p>国防优先事项和政策方向在《战略国防与安全评估》（2015年）中规定，并通过现代化国防计划（2018年）进行了改进，确定了国防部“动员、现代化和转型”的目标。此外，未来部队概念（2017年）提供了权威的高层指导，说明英国国防部必须如何做好战斗准备，赢得更长期的胜利；而信息优势、现代威慑、数字化转型和跨政府融合理论等战略举措都强调了国防必须如何思考和行动不同的是，包括通过新颖的方法、技术解决方案和运营理念。</p> <p>国防部在追求这些政策目标方面已经取得了重大进展：优化我们的科技研究组合（以2017年国防科技战略为基础）；使前线指挥部的实验和开发活动具有更大的战略一致性；以及通过国防创新计划利用私营部门的独创性。我们还投资于新颖的“先锋队”和转型基金项目，这些项目将试点简化方法，加快将新技术和新兴技术引入前线军事能力。</p> <p>国防部将这些活动结合在一起，利用英国世界级的科技、学术和工业基础，并快速开发这些重要技术，对于确保我们的军事优势和实现“动员、现代化和变革”议程的目标至关重要。</p> <h3 id="框架"><a href="#框架" class="header-anchor">#</a> 框架</h3> <p>该框架确定了七个“系列”技术，根据共享特征、应用或开发需要共同支撑科技能力的领域组合在一起。我们认为，这些系列是技术的基础领域，对于推动一系列国防活动的创新和根本性变革，从优化军事装备性能到降低其成本，再到实现新的或增强的军事效果，这些都是至关重要的。</p> <p>本框架的第一部分概述了每个技术家族，描述了其所包含的技术、它们在国防领域的潜在影响以及我们开发和获取的总体方法。</p> <p>这七个技术系列包括：</p> <ul><li>先进材料。</li> <li>人工智能、机器学习和数据科学（即软件）。</li> <li>自主系统和机器人技术。</li> <li>电力、能量储存、转换和传输。</li> <li>传感器。</li> <li>先进的电子和计算（即硬件）。</li> <li>效应器技术。</li></ul> <p>根据国防科技专家的判断，确定了技术家族，并参考了以下方面的理解：工业和学术界的发展；政策方向和战略能力要求；以及与重要国际盟国的关系。</p> <p>我们确定了经过评估的技术系列，这些技术系列通过单独或组合使用来开发实现战斗胜利影响的能力，从而为转变重要应用领域提供了最大的机会。</p> <h4 id="应用领域"><a href="#应用领域" class="header-anchor">#</a> 应用领域</h4> <p>该框架还列出了最有可能支持转型能力变革的技术应用领域。对于每个领域，我们将解释国防部如何以及为什么应用这些技术，并确定未来可能开发的新军事应用的示例。这是为了帮助外部合作伙伴了解我们的需求以及我们希望如何与他们接触。这些应用领域并不是国防部优先考虑的技术投资领域，而是我们对DTF技术在哪里提供最大的动员、现代化和变革潜力的评估。简而言之：</p> <ul><li>DTF技术，如先进电子技术或人工智能技术）可结合使用，以开发增强或新颖的……</li> <li>技术应用，优化到特定平台，如护卫舰上的定向能武器，以实现关键的……</li> <li>影响，如增强杀伤力和质量效应。</li></ul> <p>其中包括应用实例，旨在说明技术在交付决定性军事效果方面的力量。创新的重点是有助于调动国防力量并使之现代化，以应对当今和未来的威胁和技术。从更长远的角度来看，现代技术也可能是由技术驱动的基本发明。科技和创新都支持将国防转变为更灵活、更具适应性和更强能力的目标。</p> <p>应用领域包括：</p> <ul><li>空间。</li> <li>平台。</li> <li>综合情报、监视和侦察（ISR）。</li> <li>现代化的后勤和支持。</li> <li>加强网络和电子战。</li> <li>下一代武器系统。</li> <li>弹性沟通。</li> <li>人体增强。</li> <li>下一代指挥与控制（C2）。</li></ul> <h4 id="影响"><a href="#影响" class="header-anchor">#</a> 影响</h4> <p>增强这些领域的能力将有助于实现以下影响：</p> <ul><li>增强杀伤力和质量效应-投射硬实力，在多个领域压制对手。</li> <li>改进的保护能力——具有适当的敏捷性、健壮性、可操作性，并且能够持续提供效果。</li> <li>决策优势——更高效、更快速地收集、分析和理解数据，以快速识别威胁、机遇和选择。</li> <li>作战节奏——更有效地处理和共享信息，以快速、联合、以对手无法比拟的速度以及复杂和不可预测的方式采取行动。</li> <li>弹性使能技术——通过更好的后勤、医疗、情报和信息，增强对未来部队的支持。</li> <li>低门槛活动——增加法律和道德机会，以应对、侦查和报复常规战争门槛以下的敌对行动。</li></ul> <h4 id="使用国防技术框架"><a href="#使用国防技术框架" class="header-anchor">#</a> 使用国防技术框架</h4> <p>国防部将利用这一框架以更加一致的方式管理技术。这包括确保我们拥有正确的内部科技能力平衡，以了解和开发使用这些交叉技术的应用程序。然而，我们认识到，商业研发预算在许多领域超过了政府支出，我们需要与工业界、学术界以及国际上的合作伙伴密切合作，充分利用这些机会。</p> <p>因此，该框架将与国防创新优先事项一起用于推动国防领域的一系列新方法和活动，并帮助形成与外部伙伴、供应商和盟友的接触。</p> <p>在国防方面，该框架将用于：</p> <ul><li>告知政策、战略和计划：塑造该部如何理解和应对与技术变革相关的机遇和威胁。</li> <li>影响核心研究投资：确保获得正确的科技能力，以支持DTF技术（注意国防部科技部还为军事行动提供关键支持，并保持重要的国家复原力和应急能力）。</li> <li>一致性试验：鼓励共同关注最有希望的技术机会，以调动和现代化国防能力。</li> <li>优化交付方法：结合创新，帮助国防部了解未来需求，确保结构和流程准备好支持新的工作方式，并更快速地将技术开发转化为现实世界的能力解决方案。</li></ul> <p>在国防外，该框架应由以下人员使用：</p> <ul><li>主要行业供应商：了解国防部对未来能力发展的思考、我们的研究重点和我们对重要技术的采购理念，即我们是否希望开发内部、塑造市场、寻求外部创新或采购商用现货（COTS）解决方案。</li> <li>中小企业、企业家和学术界：了解国防研究和试验优先事项的基本原理，帮助确定其正在开发的技术的潜在军事应用和用户。</li> <li>公共部门合作伙伴：了解国防投资的基础科学技术能力及其寻求的成果，以帮助确定合作、分担负担和规模经济的潜在机会。</li> <li>国际盟友：了解英国国防部将优先考虑的国际研究合作的技术领域，以及可能存在合作发展机会的领域，或加强现有的双边和多边伙伴关系。</li></ul> <h2 id="技术族"><a href="#技术族" class="header-anchor">#</a> 技术族</h2> <h3 id="先进材料"><a href="#先进材料" class="header-anchor">#</a> 先进材料</h3> <h4 id="技术定义"><a href="#技术定义" class="header-anchor">#</a> 技术定义</h4> <p>先进材料是那些其结构和功能设计用于支持特定应用的材料。它还包括创新性地使用传统材料来提高产品或技术的性能。</p> <p>先进材料是一门广泛的学科，包括但不限于纳米技术、先进制造（包括3D打印和数字制造）、合成生物学的一些应用，以及具有新型分子结构的材料的开发（石墨烯、超薄材料等）。</p> <h4 id="说明性国防应用"><a href="#说明性国防应用" class="header-anchor">#</a> 说明性国防应用</h4> <ul><li>开发具有军事用途的新材料，包括在极端环境下的低温和高温性能，为更具机动性和可持续性的车辆和人员减轻重量，并改善保护和隐身特性，以提高生存能力。</li> <li>在使用点和按需快速制造基本的、定制的军事部件和可能更复杂的系统。</li> <li>应对传统物理挑战的全新方法–例如使用超材料改善拥挤电磁环境中的感应和伪装，或通过在现有结构中添加功能或可重构性。</li> <li>通过提高损伤和耐磨性降低成本；以及更智能的设计、检查和维护方法；同时减少对环境的影响。</li></ul> <h4 id="挑战与机遇"><a href="#挑战与机遇" class="header-anchor">#</a> 挑战与机遇</h4> <p>虽然先进材料技术差异很大，包括其成熟度，但如果我们利用这一领域的发展，我们可以期望从更小的物流足迹、更快和更高效的重要能力维护和再补给以及更好的人员保护中受益。利用先进材料的平台可以通过更复杂的保护、隐身、耐久性、传感和数据传输提供优势。</p> <p>国防部门将需要：利用全球挑战和社会需求推动的其他部门的材料发展，发展适当的伙伴关系以满足国防专用材料需求，保持对当前发展的认识，以避免技术突袭，告知采购和所有权，响应紧急需求。</p> <p><img src="https://s1.ax1x.com/2020/10/02/0lxKhQ.png" alt="先进的材料可以进行适应性伪装"></p> <h3 id="人工智能、机器学习和数据科学"><a href="#人工智能、机器学习和数据科学" class="header-anchor">#</a> 人工智能、机器学习和数据科学</h3> <h4 id="技术定义-2"><a href="#技术定义-2" class="header-anchor">#</a> 技术定义</h4> <p>人工智能（AI）是机器执行通常需要人工智能的任务的能力。机器学习（ML）是计算机系统在没有明确编程的情况下进行学习的能力。数据科学是从数据中提取有用的见解。</p> <p>这三种不同但相关的技术利用计算机处理、算法开发、数据收集和存储以及电子连接，并有望在几乎所有国防活动领域实现根本性变革。它们可用于进行评估并提供建议，以支持人类的决策和活动，或者集成到在有意义的人类监督下独立执行操作的物理或虚拟系统中。因此，它们是自主系统的关键使能技术，并在各个层面建立信心和理解，即人工智能系统在学习过程中可能会改变反应。</p> <h4 id="说明性国防应用-2"><a href="#说明性国防应用-2" class="header-anchor">#</a> 说明性国防应用</h4> <ul><li>自动化计算机网络防御–实时异常检测和漏洞修补。</li> <li>物流——改进和自动化库存管理和再补给。</li> <li>性能优化–实时监控有关人员和设备的数据，以预测问题并针对适当的干预措施，如维修、休息或培训。</li> <li>智能分析——新的高级分析方法，用于识别大型、多样化数据集中的模式和异常，释放人类的分析能力，支持更复杂的评估。</li> <li>自主平台——感知和理解环境，决定如何响应，然后在人的监督下执行任务以实现目标的系统。</li> <li>精简行政后勤职能，如人力资源和财务。</li> <li>支持决策制定——例如使用算法方法实现作战模拟现代化。</li></ul> <h4 id="挑战与机遇-2"><a href="#挑战与机遇-2" class="header-anchor">#</a> 挑战与机遇</h4> <p>人们普遍认为，成功利用人工智能、人工智能和数据科学的国家将获得重大的经济和战略优势，包括发挥国际影响力的能力。通过这些技术，我们将获得更多的军事效果，更快，更好的决策，更有效地分配资源来实现我们的目标。它们还将开辟新的军事效果传递方式，这在以人为中心的系统中是不可能实现的。</p> <p>商业部门正在对这些技术进行大量投资，国防部门可以利用其他部门开发的系统和技术进行军事应用。人工智能还受益于一个新兴的全球开源软件社区。国防投资可能侧重于将这些技术应用于军事挑战，敏捷开发支持军事能力的解决方案，开发民间投资不太可能成熟的利基算法，以及解决可能挑战人工智能和自主系统在军事能力方面的集成和扩展的交叉问题。与此同时，国防部门将需要确保事态发展是安全的、合乎道德的和与其他国家的互操作性，以便我们建立对使用这些武器的同意和信心。</p> <p><img src="https://s1.ax1x.com/2020/10/02/0lx039.png" alt="机器学习技术可以帮助指挥官估计敌方行动路线的可能性"></p> <h3 id="自主系统和机器人"><a href="#自主系统和机器人" class="header-anchor">#</a> 自主系统和机器人</h3> <h4 id="技术定义-3"><a href="#技术定义-3" class="header-anchor">#</a> 技术定义</h4> <p>自主系统利用传感器和其他数据源收集环境信息，使用先进的算法和人工智能来处理和理解这些信息，并决定如何响应和执行任务（无论是物理任务还是虚拟任务），以实现指定的目标。</p> <p>机器人系统是独立于人类或与人类共同完成复杂动作的自动化机器。</p> <h4 id="说明性国防应用-3"><a href="#说明性国防应用-3" class="header-anchor">#</a> 说明性国防应用</h4> <ul><li>在高风险环境下用机器代替人工操作员，例如后勤补给或爆炸物处理。</li> <li>通过允许我们的人员专注于复杂的任务任务，同时将简单和低价值的任务委托给机器，从而最大限度地提高人力资源的有效性。</li> <li>通过自主采取行动，如应对网络威胁，超越人类操作员的绩效。</li> <li>通过低成本系统的弹性群在作战空间产生物理质量。</li> <li>全新的操作方式，包括通过综合人机团队，利用人类和自主系统各自的优势。</li> <li>在传统上不可能的地区支持积极的军事存在。</li></ul> <h4 id="挑战与机遇-3"><a href="#挑战与机遇-3" class="header-anchor">#</a> 挑战与机遇</h4> <p>自主系统有可能影响国防的各个方面，包括所有级别和所有作战领域，以及我们的业务流程。如果我们成功地利用了自主系统和机器人技术，我们将能够出现在更多的地方（包括在最危险的操作环境中使用机器人代替人类），收集更多的信息并施加更大的影响。我们将能够在增加最大价值的地方利用我们的人力资源，并“强制倍增”每个军人，通过为他们提供大量、潜在的低成本、自主或半自治系统来扩大他们的影响力。新的和改进的平台设计和配置将被实现，因为不需要现场人工操作人员（飞行员、机组人员、驾驶员）。我们可以重塑未来的人机关系，让机器作为智能团队的一部分与人一起工作。</p> <p>其中许多技术和系统将在商业部门开发。为了充分利用这一潜力，我们将需要克服将这些能力整合到我们的专有防御系统中的技术挑战，确保我们有适当的接口来为用户和盟国提供信心，并在各个层面扩大对自治系统可能做出我们不期望的决策的理解。全球经济的几乎每一个部门都在对自主系统进行投资，从金融和法律到制造业和运输业，因此我们必须利用这些外部投资，同时还要确定市场不会提供哪些应用，以指导我们的投资。在这样做的过程中，我们必须认识到在军事应用中使用自主系统所带来的挑战，尤其是伦理问题，以及关于何时需要维持人的控制的重要决策。</p> <p><img src="https://s1.ax1x.com/2020/10/02/0lxbE8.png" alt="自主系统可以为地面部队提供最后一英里的补给，从而将人类操作人员从这个高风险的作战空间中撤出"></p> <h3 id="电力、能量储存、转换和传输"><a href="#电力、能量储存、转换和传输" class="header-anchor">#</a> 电力、能量储存、转换和传输</h3> <h4 id="技术定义-4"><a href="#技术定义-4" class="header-anchor">#</a> 技术定义</h4> <p>能量储存和转换技术提供了从一种来源以一种形式利用能量的方法，并将其保存以备日后使用或改变为另一种形式。这可能涉及利用环境能源的成熟技术，如化石燃料、核能和可再生能源；或通常通过电池进行的储能。我们也开始看到收集和储存能源的新方法，包括下一代电池和燃料电池。</p> <h4 id="说明性国防应用-4"><a href="#说明性国防应用-4" class="header-anchor">#</a> 说明性国防应用</h4> <ul><li>自我维持的自主平台能够在无需支持的情况下远程运行，包括在具有挑战性的远程环境中。</li> <li>超低功耗电子设备，以最小的能源需求运行，允许新功能，包括小规模。</li> <li>新的先进电池技术支持的平台和设备，具有更大的功率输出、耐久性、寿命和耐受范围。这对无人驾驶飞行器尤为重要。</li> <li>通过为数据的存储、处理和传输提供动力，支持信息的利用。</li> <li>为需要高功率密度源的定向能武器提供动力。</li> <li>智能能源管理，潜在地利用人工智能，最大限度地提高单个平台和整个国防产业的能源使用效率。</li></ul> <h4 id="挑战与机遇-4"><a href="#挑战与机遇-4" class="header-anchor">#</a> 挑战与机遇</h4> <p>利用新的能源生产和储存方法将意味着我们能够以更低的成本、更大的范围、更长的时间和更高的自给自足，更高效地运作。可能在低功耗电子设备的支持下，这一领域的新技术将支持长航时自治系统，从而提高情报、监视和侦察能力，同时也避免了人类部署到敌对和偏远地区的需要。</p> <p>预计未来的发展将有助于缩小技术规模，使目前只能部署在大型平台上的能力得以开发，并部署在较小的资产上，如装甲车、无人驾驶车辆和步兵。对于徒步士兵来说，未来能力的不断增长（电子战、反无人机技术、态势感知和多光谱传感器）将增加当地的电力需求，从而推动对高输出、高效率和低重量电源的需求。</p> <p>商业部门正在大力投资于能源储存和转换，特别是电池和可再生能源，虽然国防将从中受益，但一些商业解决方案将需要修改以满足我们的需求。对于原电池和需要对极端温度、冲击和振动具有弹性的电源来说尤其如此。因此，创新很可能来自国防和工业之间的合作。</p> <p><img src="https://s1.ax1x.com/2020/10/02/0lzE8J.png" alt="像SFC能源公司的“Emily”这样的燃料电池可以提供长时间的无声辅助电源"></p> <h3 id="传感器"><a href="#传感器" class="header-anchor">#</a> 传感器</h3> <h4 id="技术定义-5"><a href="#技术定义-5" class="header-anchor">#</a> 技术定义</h4> <p>传感器检测物理现象，如电场、振动或粒子，并产生响应，如数字信息的传输或颜色的变化来表示检测到的化学物质。来自传感器的数据，适当地存储和分析，建立我们对操作环境的理解，识别其中的项目，并结合起来提供态势感知。因此，感知为各级国防部门的决策提供信息。</p> <p>传感技术多种多样，包括：电磁传感（例如电光、红外、雷达和电子监视）；重力传感；声传感；位置导航和定时（PTN）；化学、生物、辐射和核（CBRN）；爆炸感测；量子传感；传感器融合。传感器部署在各种环境下运行的各种平台上，需要克服拥塞和杂波，检测困难（包括快速或隐形）目标，在敌方干扰尝试和反监视技术的情况下继续工作，并符合严格的尺寸和重量要求。</p> <h4 id="说明性国防应用-5"><a href="#说明性国防应用-5" class="header-anchor">#</a> 说明性国防应用</h4> <ul><li>了解情况，以便及时做出明智的决策。</li> <li>目标的识别和准确定位。</li> <li>效果确认（战斗损伤评估）。</li> <li>为物联网的大数据集提供帮助，以提高我们对情况的理解，并利用我们的资产来应对这种情况。</li></ul> <h4 id="挑战与机遇-5"><a href="#挑战与机遇-5" class="header-anchor">#</a> 挑战与机遇</h4> <p>利用传感技术的发展将意味着我们可以以更高的灵敏度、更低的成本和更轻的重量检测信号。它将使我们能够跨多个物理信号类型进行检测，以提高识别能力，并为我们的传感器套件提供弹性和冗余。我们将能够利用关于人类和平台性能的新型数据，并通过数据科学和机器学习，将这些数据整合到我们的理解中。</p> <p>新的发展很可能会产生可靠的量子重力感测、允许超小型、薄而高效的传感器的新材料、自愈性和适应性强的传感器以及可按需3D打印的传感器。相关计算和能源技术的进步将使传感器处理更加可行，有可能开启“认知”传感器系统的可能性，并减少对大容量数据链的需求。</p> <p>虽然许多都将被商业化驱动，但具体的国防活动将需要集中在强化和集成上，以及使用模块化设计和开放标准，以使传感器能够进行进出交换，这将使我们能够利用现有的新技术。一些小生境传感器系统将继续由国防研究（如CBRN）塑造。重要的商业活动意味着我们和我们的对手都可以使用许多新的传感器技术，这意味着我们能够在新技术出现时快速集成和智能地利用这些新技术，这对我们获得优势非常重要。</p> <p><img src="https://s1.ax1x.com/2020/10/02/0lzF5F.png" alt="重力感应可以揭示地下物体和地下结构"></p> <h3 id="高级电子学与计算机"><a href="#高级电子学与计算机" class="header-anchor">#</a> 高级电子学与计算机</h3> <h4 id="技术定义-6"><a href="#技术定义-6" class="header-anchor">#</a> 技术定义</h4> <p>高级电子学和计算机涉及信息处理、可编程系统以及支持它们的技术。</p> <p>它包括传统微处理器等基于硅的数字信息处理技术；图形处理单元（gpu）等专业芯片；现场可编程门阵列（fpga）；专用集成电路（asic）和片上系统计算板。它包括支持元素，如内存和相关的软件开发环境。它还包括新兴的信息技术，如神经形态处理器、非硅基量子和DNA计算。</p> <h4 id="说明性国防应用-6"><a href="#说明性国防应用-6" class="header-anchor">#</a> 说明性国防应用</h4> <p>先进的电子技术和计算技术不是支持一系列特定的国防应用，而是作为支持其他系统的基础技术，对国防至关重要。几乎所有的平台、系统和服务都包含一个可编程的元素，在许多情况下，这对于交付功能至关重要。例如武器瞄准系统、传感器数据处理和飞机飞行控制系统。此外，由于编程相对容易更改，该技术系列有助于提高应对当今快速变化的威胁所需的灵活性。</p> <h4 id="挑战与机遇-6"><a href="#挑战与机遇-6" class="header-anchor">#</a> 挑战与机遇</h4> <p>保持我们在这一技术领域的优势将确保我们能够更快地存储、处理和处理更多的信息，从而产生更灵活、更强大的平台以及更快、更好的决策。</p> <p>这一领域的发展包括专门为机器学习应用开发的神经形态处理器和张量处理单元（TPU）、量子计算在复杂问题上的未来应用以及不适合传统计算的并行处理，以及未来基于DNA的计算用于高密度信息存储。此外，这些技术的可编程性意味着，即使针对一个应用开发，它们也可以应用于其他应用。为了充分利用这些技术，国防部需要对相关原理有一个合理的内部理解，这样计算就可以被验证和验证，可编程元件也可以得到保证。这就需要允许新类型的可编程元素和相关的计算能够快速部署。</p> <p><img src="https://s1.ax1x.com/2020/10/02/0lzQUO.png" alt="先进的电子技术和计算技术作为支撑其他系统的基础技术，对国防至关重要"></p> <h3 id="效应器技术"><a href="#效应器技术" class="header-anchor">#</a> 效应器技术</h3> <h4 id="技术定义-7"><a href="#技术定义-7" class="header-anchor">#</a> 技术定义</h4> <p>效应器在这里被定义为那些旨在改变目标特性的技术，当与其他技术（如传感器、高级计算等）集成时，形成武器系统。其中包括当前的常规或新一代/下一代炸药和弹头、网络和电子战（干扰和欺骗）到定向能武器（DEW），包括激光和高功率射频。这些技术超越我们对手的能力，除了成为现代攻防能力的重要促成因素外，还提供了威慑作用。</p> <p>英国国防部要求有能力针对各种日益增长的威胁，提供一系列致命和非致命效果。它需要在当前和未来的所有操作环境中都做到这一点。因此，英国将研究维持和改进致命效果技术的方法，但也将研究除执行致命行动以外的其他方法，以达到预期效果。这些替代办法使传统武器系统的选择得以补充，因为它们可以对广泛的目标提供效用，并提供从临时中断到销毁的逐步效果。</p> <h4 id="说明性国防应用-7"><a href="#说明性国防应用-7" class="header-anchor">#</a> 说明性国防应用</h4> <p>国防需要提供一系列经济实惠、可扩展的效果，以应对各种威胁和各种环境。示例应用程序可能包括以下目标：</p> <ul><li>先进的军事网络及其指挥和控制。</li> <li>高速空中和导弹防御系统。</li> <li>先进的无人系统（UxV）。</li> <li>针对高价值资产的群体攻击。</li> <li>具有先进防御能力的平台。</li></ul> <h4 id="挑战与机遇-7"><a href="#挑战与机遇-7" class="header-anchor">#</a> 挑战与机遇</h4> <p>化学配方和合成、制造工艺和新的建模工具的进步为新的爆炸物和弹头技术（如反应性碎片）提供了机会，提供了在常规武器的尺寸、质量和安全限制范围内增加损害和目标退化的选择，以及超越对手盔甲和防御助手的能力。</p> <p>新的制造工艺，如添加剂制造，也可能为弹头设计提供新的方法，允许包含更复杂和更复杂的形状，从而提高效果。</p> <p>紧凑型脉冲电源和快速开关的出现为射频定向能武器提供了技术机遇。此外，改进的紧凑型激光放大器、光束组合和控制技术以及传感器将支持在一系列陆地、海洋和空中平台上发展高能激光。</p> <p>网络安全工具和技术的更广泛增长也将为未来的攻击性网络能力提供机会。在许多这样的情况下，国防部门将需要投资，以确保为我们的使用适当地开发技术。此外，等离子体的形成，需要高输入能量和强激光潜在地为防御提供了许多机会。</p> <p><img src="https://s1.ax1x.com/2020/10/02/0lzG2d.png" alt="除了传统武器系统外，新型效应器还可以带来增强的能力"></p> <h2 id="应用领域-2"><a href="#应用领域-2" class="header-anchor">#</a> 应用领域</h2> <h3 id="太空"><a href="#太空" class="header-anchor">#</a> 太空</h3> <h4 id="背景"><a href="#背景" class="header-anchor">#</a> 背景</h4> <p>我们希望发展具有弹性、价格合理的空间能力——利用新技术支持作战、提供态势感知、为决策提供信息并保护重要的国家服务。</p> <p>天基能力使现代军事行动的方方面面得以实现，从可靠的全球通信到成像、定位和瞄准。随着制造和发射成本的下降和卫星尺寸的缩小，曾经是预算庞大的国家政府的领地，随着商业公司和小国部署越来越多的资产，太空领域正变得越来越容易进入。与此同时，对手正在开发和测试新的能力，这些能力可能威胁到支撑现代经济的关键空间服务。</p> <h4 id="太空的国防利用"><a href="#太空的国防利用" class="header-anchor">#</a> 太空的国防利用</h4> <ul><li>通信卫星：为我们在世界各地的部队提供数据和语音服务。</li> <li>情报、监视和侦察：监视所有作战领域，以提供态势感知、收集情报和通知决策。</li> <li>位置、导航和定时（PNT）：提供使军事用户能够确定其确切位置和时间的信息，这对通信和武器瞄准至关重要。</li> <li>空间态势感知：对空间的当前和预测性知识，包括描述空间物体的特征，跟踪其运动以避免碰撞，了解从给定位置可以看到哪些卫星，以及预测空间天气对能力的影响。</li> <li>加强和恢复能力，以确保我们的资产得到保护，我们的服务得到维护，即使受到敌对行动或环境损耗的挑战。</li></ul> <h4 id="技术机会"><a href="#技术机会" class="header-anchor">#</a> 技术机会</h4> <p>最近制造小型卫星并将其发射到一系列轨道上的成本下降，降低了进入太空的障碍。这种民主化推动了新商业模式的出现和旧商业模式的演变，为英国未来独立、经济地开发太空提供了新途径。预计在轨卫星的数量将继续大幅增加，“巨型星座”中的卫星将越来越多地提供覆盖整个地球表面的更持久、更具弹性的监视和通信。在不久的将来，我们期望看到光通信技术的发展，从天基传感器提取的信息进一步改进，在轨服务和组装的出现，以及我们的对手继续增长和扩散空间和反空间能力，我们将需要解决这些问题。</p> <h4 id="支撑技术族"><a href="#支撑技术族" class="header-anchor">#</a> 支撑技术族</h4> <p>这一领域由所有七个技术家族支撑。</p> <p><img src="https://s1.ax1x.com/2020/10/02/0lzIG4.png" alt="立方体卫星提供了一条低成本的太空能力之路（美国航天局）"></p> <h3 id="平台"><a href="#平台" class="header-anchor">#</a> 平台</h3> <h4 id="背景-2"><a href="#背景-2" class="header-anchor">#</a> 背景</h4> <p>我们需要优化有人和无人驾驶的军事平台，以便进行技术插入和升级，使我们能够在新的能力和发展可用时立即进行整合，提供更大的灵活性和灵活性，并在平台老化的情况下保持战胜优势。</p> <h4 id="平台的国防利用"><a href="#平台的国防利用" class="header-anchor">#</a> 平台的国防利用</h4> <p>英国承诺在新的平台和系统上投入大量资金，以支持联合部队2025，包括两艘新航空母舰及其配套的F-35下一代快速喷气式飞机，以及现代武器、战车和许多其他装备。当前技术变革的快速发展意味着这些系统必须能够对新的威胁和创新做出反应，从而最大限度地减少因修改复杂的集成系统而产生的成本和时间开销。技术扩散意味着平台需要快速适应传统和非对称威胁的能力。</p> <h4 id="技术机会-2"><a href="#技术机会-2" class="header-anchor">#</a> 技术机会</h4> <p>在民用市场上出现的现代软件开发为灵活和可移植的应用程序提供了机会，这些应用程序可以在一系列设置中进行修改和重用。国防面临的挑战是，如何在军事环境下以足够安全和强大的方式利用这些进展。开放系统架构的推广将刺激供应商基础上的竞争加剧，带来成本和能力效益。改进的系统模块化将使技术更快速地插入，并有可能通过生命支持更经济实惠。这些改进将使新的装备和武器在可用时能够更直接地集成。</p> <p>这些机会的最大化将取决于国防部收购和监管制度的更新。采购策略需要考虑到敏捷的、小的增强，而不是传统的方法，比如大的、中期的更新。新颖的商业模式将有助于在多个项目中更好地重用技术，并将提供更多的机会获得利基专业知识。此外，还需要新的安全认证和安全认证方法，如模块化认证，以确保实现效益。</p> <h4 id="支撑技术族-2"><a href="#支撑技术族-2" class="header-anchor">#</a> 支撑技术族</h4> <p>这一领域由所有七个技术家族支撑。</p> <p><img src="https://s1.ax1x.com/2020/10/02/01SPsI.png" alt="改进的系统模块化将使技术更快速地插入，并有可能通过生命支持更经济实惠"></p> <h3 id="综合情报、监视和侦察"><a href="#综合情报、监视和侦察" class="header-anchor">#</a> 综合情报、监视和侦察</h3> <h4 id="背景-3"><a href="#背景-3" class="header-anchor">#</a> 背景</h4> <p>在一个日益复杂和竞争日益激烈的世界上，我们必须保持感知周围世界的能力，了解收集到的数据，并将这些情报传递给需要它的人。情报、监视和侦察（Intelligence, Surveillance and Reconnaissance，ISR）是一种协调的任务，负责收集能力，处理和传播信息，以支持作战和决策。</p> <h4 id="情报、监视和侦察的国防利用"><a href="#情报、监视和侦察的国防利用" class="header-anchor">#</a> 情报、监视和侦察的国防利用</h4> <p>ISR提供的态势理解是所有军事行动的基础，允许做出明智的决定，有效地起诉目标，了解影响，是我们战略和作战优势的关键因素。它包括传感器系统及其任务分配，数据和信息的处理，以及自动化工具，以尽量减少用户负担，并提供及时的洞察力和理解。</p> <h4 id="技术机会-3"><a href="#技术机会-3" class="header-anchor">#</a> 技术机会</h4> <p>ISR各方面的民用技术正在飞速发展，廉价、低功耗、小型化、融合传感技术可用于更多任务。这为体载传感、自主传感器平台、无人值守或一次性传感器系统带来了机遇，并为传统防御挑战提供了新的解决方案。数据分析、人工智能、自动化工具、可视化工具和界面的趋势将提供越来越灵活的ISR解决方案，这将为我们提供机遇和挑战。但商业驱动程序不会解决针对军事目标和安全的特定国防要求，例如在有争议的环境或具有挑战性的物理条件下，也不会满足英国对恢复力的需求。最后，随着我们利用更便宜和更小的商用传感器，收集和传输的数据量将大大增加综合情报、监视和侦察37，我们将需要选择正确的收集能力组合，智能地将这些数据融合到信息中，并安全地分发它。</p> <h4 id="支撑技术族-3"><a href="#支撑技术族-3" class="header-anchor">#</a> 支撑技术族</h4> <ul><li>先进材料。</li> <li>人工智能、机器学习和数据科学。</li> <li>自主系统和机器人技术。</li> <li>电力、储能、转换和传输。</li> <li>传感器。</li> <li>先进的电子和计算技术。</li></ul> <p><img src="https://s1.ax1x.com/2020/10/02/01SwO1.png" alt="使用多种资产来保持我们感知和理解周围世界的能力"></p> <h3 id="现代化后勤保障"><a href="#现代化后勤保障" class="header-anchor">#</a> 现代化后勤保障</h3> <h4 id="背景-4"><a href="#背景-4" class="header-anchor">#</a> 背景</h4> <p>未来的国防支持网络（The Defence support network，DSN）将需要在接到通知后立即对全球事件作出反应，资源精确匹配以满足作战需要，并通过数字信息提供增强的决策能力。</p> <h4 id="后勤保障的国防利用"><a href="#后勤保障的国防利用" class="header-anchor">#</a> 后勤保障的国防利用</h4> <p>后勤和支助对于产生、准备、规划、维持和重新部署满足政策要求所需的所有军事能力至关重要。在军事领域，后勤是端到端的，从工业到作战区的前线，或是部署的部队，如军舰。后勤保障包括：</p> <ul><li>材料的设计和开发、采购、储存、移动、分配、维护、回收和处置。</li> <li>人员运输。</li> <li>设施的购置或建造、维护、运行和处置。</li> <li>获得或提供服务。</li> <li>医疗和卫生服务支持。</li></ul> <p>这些都是由一个综合服务网络提供的，包括英国的仓库、战略升降机和战术配送平台、信息服务和维修活动。这一网络占年度国防预算的三分之一，并产生大量部署足迹。</p> <h4 id="技术机会-4"><a href="#技术机会-4" class="header-anchor">#</a> 技术机会</h4> <p>DSN将需要现代化，以达到所需的响应水平和敏捷性，以负担得起的方式支持未来的作战需求。有机会实现流程和决策的自动化，并嵌入预测能力，以减轻认知负担，提高现代化物流，支持39生产力和提高准确性。自主和数据驱动的系统将提供一个更灵活、更灵敏和更具弹性的网络。先进制造业有可能扰乱当前的供应链，用数字文件形式的信息取代库存，用本地采购或回收材料制造更接近需求点的产品。新兴技术有助于确保供应链的安全，包括在整个生命周期内对物品进行跟踪和监控。能源生产和分配的进步为自给自足提供了更大的机会，大大减少了对矿物燃料的依赖，并随之减少了已部署的足迹。未来的DSN将以数字信息为基础，连接、通知和供应其所有节点，包括行业和国际合作伙伴。</p> <h4 id="支撑技术族-4"><a href="#支撑技术族-4" class="header-anchor">#</a> 支撑技术族</h4> <ul><li>先进材料。</li> <li>人工智能、机器学习和数据科学。</li> <li>自主系统和机器人技术。</li> <li>电力、能量储存、转换和传输。</li> <li>传感器。</li> <li>先进的电子和计算技术。</li></ul> <p><img src="https://s1.ax1x.com/2020/10/02/01SHfg.png" alt="部署的附加制造中心可以在当地生产零部件"></p> <h3 id="加强网络和电子战"><a href="#加强网络和电子战" class="header-anchor">#</a> 加强网络和电子战</h3> <h4 id="背景-5"><a href="#背景-5" class="header-anchor">#</a> 背景</h4> <p>网络和电子战（Cyber and electronic warfare ，EW）已成为现代军事行动的一个特点。它既可用于防御，也可用于进攻，防御用途可为我们的人员、平台和数据提供情报和保护，而进攻性使用则可否定对手的能力，塑造他们的理解力，起到威慑作用。两者都需要利用信息获取战略和作战优势，而且两者本质上都是社会技术性质的。</p> <h4 id="网络和电子战的国防利用"><a href="#网络和电子战的国防利用" class="header-anchor">#</a> 网络和电子战的国防利用</h4> <p>国防部的网络产业意义重大，包括商业信息和通信技术（Information and Communications Technology，ICT）以及远离英国的定制武器和平台系统，这种单一的信息环境模糊了传统有线/无线系统的界限。商业网络安全解决方案不包括架构和预期用例的广度。国防部需要通过电磁环境（Electromagnetic Environment，EME）进行远程操作，这意味着网络和电子战能力正在融合到一个共同的信息操作环境中，进而导致所用技术的融合：网络空间越来越依赖电磁环境，电子战是指理解、否认或塑造数据以及人类或机器决策者使用的信息。明确地：</p> <ul><li>网络空间是通过提供数据存储、处理和通信所需的操作来支持MOD的所有规划、物流和操作能力的基础。它的防御对于军事行动的成功至关重要。</li> <li>电子战可提供有价值的情报，并用于保护我们的人员和平台，使其免受依赖电磁传感器或数据链的威胁。</li> <li>网络和电子战都可以用于攻击性手段，欺骗或否认我们的对手感知、理解、通信或攻击我们增强的网络和电子战能力。他们还可以否认、降低或摧毁其他网络化军事能力。</li></ul> <h4 id="技术机会-5"><a href="#技术机会-5" class="header-anchor">#</a> 技术机会</h4> <p>我们在这一领域的未来优势将取决于支持或实现高功率、高保真波形的高效传输，同时接收微弱信号的技术发展。它将利用对大型数据集的快速和准确分析来检测软件和系统中的漏洞，并在电磁辐射数据中发现威胁信号。这将取决于安全和弹性的系统设计和实施。最具影响力的技术将是解决数据和数据流规模、技术和目标的多样性以及开发和运营速度的技术。电子战也面临挑战，因为目标系统利用了商业无线电技术、信号处理和算法的改进。</p> <h4 id="支撑技术族-5"><a href="#支撑技术族-5" class="header-anchor">#</a> 支撑技术族</h4> <ul><li>先进材料。</li> <li>人工智能、机器学习和数据科学。</li> <li>自主系统和机器人技术。</li> <li>传感器。</li> <li>先进的电子和计算技术。</li> <li>效应器技术。</li></ul> <h3 id="下一代武器系统"><a href="#下一代武器系统" class="header-anchor">#</a> 下一代武器系统</h3> <h4 id="背景-6"><a href="#背景-6" class="header-anchor">#</a> 背景</h4> <p>为了应对新出现的威胁和日益复杂和拥挤的环境所带来的挑战，我们需要改进现有武器，除提供非常规效果的新能力外，进一步提高精度。这将增加政治家和军事指挥官的选择范围，提供比传统上更广泛的替代行动方案。</p> <h4 id="武器的国防利用"><a href="#武器的国防利用" class="header-anchor">#</a> 武器的国防利用</h4> <p>炸弹和导弹等常规武器的设计目的是对目标造成动态伤害——物理摧毁或使其退化。因此，它们是对某些但不是所有现代威胁和情景的适当反应。平民或民用基础设施的存在可能妨碍使用现有常规武器。因此，国防部对增强精确制导和“智能”弹药感兴趣，后者能够将目标与周围环境区分开来，并提供定向杀伤力。其他目标由于其分散性、不精确或隐藏的位置信息或对常规攻击的恢复力，可能不适合常规交战。在这种情况下，包括攻击性网络和低副作用器（通常称为非致命性武器）的替代武器为指挥官提供了额外的选择，并可能使目标受到攻击。此外，在需要军事行动但不需要致命武力的情况下，下一代武器可以产生可扩展或暂时的效果。高超音速和高速武器可以对新出现的威胁和时间敏感的目标作出快速反应。</p> <p>武器有一系列的技术机会，包括射频和激光定向能武器（RF-&amp;L-DEW）和攻击性网络武器，这些机会的影响和潜力各不相同。RF-DEW允许攻击包含电子设备丰富的系统或子系统的目标，可能包括移动威胁、基础设施内的目标、敌对传感器以及指挥和控制。L-DEW可以打击从简易无人驾驶飞机到下一代武器系统的广泛目标，43枚复杂导弹的每发成本低，减少后勤负担或附带损害的风险。</p> <p>攻击性网络可以否认甚至摧毁对手影响其了解世界能力的能力。即使不使用，这些效应也能起到威慑作用，支持英国既定的国家安全目标。</p> <h4 id="技术机会-6"><a href="#技术机会-6" class="header-anchor">#</a> 技术机会</h4> <p>发展高超音速和超高速武器能力需要推进技术的发展，材料方面的进步也需要发展，这些材料能够减轻重返大气层和维持导弹内部燃烧的影响，同时又能承受极端的温度和速度。</p> <p>下一代制导和导航系统使用微型多模态传感器和先进算法，将能够在GPS不受干扰的环境中精确地将效果传递到目标上。</p> <p>利用商业部门的技术和制造工艺为国防创造了一系列新的机会。这一点在DEW系统中得到了证明，该系统是由首次应用于民用市场的射频和激光技术开发的。</p> <p>网络安全工具和技术的广泛发展将为未来的攻击性网络能力提供机会。</p> <p>在许多这样的情况下，国防部门将需要投资，以确保为我们的使用适当地开发技术。</p> <h4 id="支撑技术族-6"><a href="#支撑技术族-6" class="header-anchor">#</a> 支撑技术族</h4> <ul><li>先进材料。</li> <li>人工智能、机器学习和数据科学。</li> <li>电力、能量储存、转换和传输。</li> <li>传感器。</li> <li>先进的电子和计算技术。</li> <li>效应器技术。</li></ul> <p><img src="https://s1.ax1x.com/2020/10/02/01psun.png" alt="01psun.png"></p> <h3 id="弹性通信"><a href="#弹性通信" class="header-anchor">#</a> 弹性通信</h3> <h4 id="背景-7"><a href="#背景-7" class="header-anchor">#</a> 背景</h4> <p>国防部需要为部署的、高度机动的部队部署具有弹性、健壮、安全和经济实惠的通信能力，以满足作战需求。这些都需要解决在竞争、受限和拥挤的电磁频谱中的通信需求。所有通信都容易受到敌方干扰，从而带来重大的运营风险。</p> <h4 id="通信的国防利用"><a href="#通信的国防利用" class="header-anchor">#</a> 通信的国防利用</h4> <p>通信能力是现代军事行动和任务的所有方面的基础，使多个贡献者能够协调他们的贡献，最大限度地提高他们的综合效能，同时降低面对坚定对手的风险。它们使指挥和控制、后勤规划、无人系统操作、人员和福利信息交换等活动成为可能。</p> <p>对可互操作通信服务的需求是现代联盟作战的关键。这需要国防部门努力协调和解决不同国家武装部队的空间、陆地、空中和海上（包括水下）和网络的需求，并解决各种平台限制。</p> <h4 id="技术机会-7"><a href="#技术机会-7" class="header-anchor">#</a> 技术机会</h4> <p>通信技术的变化速度很快，军队很难跟上商业发展的步伐。基于开放标准的安全消息应用程序和民用移动系统等创新也可用于对手，给我们带来挑战和机遇。</p> <p>向较分散的部队提供通信，这些部队在远距离（通常在视线之外）行动，意味着军事和民用卫星通信将继续需要和发展。<br>
弹性通信45未来，对流层散射系统、机载中继和光通信等选项可能会提高我们当前能力的吞吐量、弹性和鲁棒性。此外，我们还将看到更多的创新，如新的复杂波形、新颖的天线设计、灵活的跳频无线电、拦河坝淹没无线电系统和软件无线电。物联网的兴起和先进的通信流量管理技术，将进一步提高能力。</p> <p>国防部还必须确保有效利用现有的电磁频谱，并探索各种技术，以尽量减少其通信信号，同时提供有用和稳健的作战能力水平。只有为国防部和工业部开发和采用适当的业务、采购和支持模型，并对工业可能开发的选项进行正确的研究，才能实现所提供的一些主要效益。</p> <h4 id="支撑技术族-7"><a href="#支撑技术族-7" class="header-anchor">#</a> 支撑技术族</h4> <ul><li>先进材料。</li> <li>人工智能、机器学习和数据科学。</li> <li>电力、能量储存、转换和传输。</li> <li>传感器。</li> <li>先进的电子和计算技术。</li></ul> <h3 id="人体增强"><a href="#人体增强" class="header-anchor">#</a> 人体增强</h3> <h4 id="背景-8"><a href="#背景-8" class="header-anchor">#</a> 背景</h4> <p>未来的冲突可能会使英国武装部队暴露在技术增强的对手面前，而人类的增强是常态。采用广泛增强的人的能力的武装部队，可能比那些人员受限于其固有能力的部队获得重大的战略和战术优势。</p> <p>人的增强是指应用技术，包括生物技术，以实现短暂或永久性的增强，这种增强超过了通过训练或教育可能达到的范围；或身体和/或认知能力超出了先天的、无辅助的功能范围。例如：机械辅助设备，如可穿戴或可植入辅助技术外骨骼和机器人假肢；合成生物学（包括基因编辑）；人机界面；经颅刺激；远程存在（即远程现实）等。</p> <h4 id="人体增强的国防利用"><a href="#人体增强的国防利用" class="header-anchor">#</a> 人体增强的国防利用</h4> <p>到目前为止，人工增强在劳动力中的应用主要限于人工操作的安全辅助设备和决策支持工具。医学应用和机器人假肢的创新（特别是肢体截肢者），推动了这一科学领域的发展，并展示了人类增强的好处。在充分发挥这门迅速发展的科学的全部潜力之前，必须解决法律、道德和伦理方面的考虑。然而，医疗保健、体育科学和神经科学的发展仍在继续。人工智能（AI）加速了人类增强的研究，并为人类系统支持防御（增强战备和战斗力）创造了进一步的机会。</p> <h4 id="技术机会-8"><a href="#技术机会-8" class="header-anchor">#</a> 技术机会</h4> <p>当前，支撑人类进步的科学技术是多种多样的，在其成熟度、复杂性和伦理可接受性方面差异很大。外部市场正以人类增强47的速度推动这一领域的创新，这似乎有可能在不久的将来将某些类型的增强确立为主流。</p> <p>目前正在处理的方法包括：</p> <ul><li>营养和营养经济学（即基因个性化膳食和补充剂），旨在优化身体和认知能力。</li> <li>药理学增强（如促智物质或智能药物），以改变生物化学，改善身体和认知能力。</li> <li>辅助穿戴技术和外骨骼，能够承载超过无人协助能力的负载，同时降低受伤风险。</li> <li>人机界面，如支持理解和决策的数据可视化工具；在高压力情况下管理工作量和绩效的自适应自动化；将人类和人工智能的最佳能力结合起来的人类自主团队，以优化结果；新颖的传感能力（如触觉）和视觉显示技术，如增强现实和混合现实，以增强用户对世界的感知；医疗植入物监测人体，还可以支持认知和空间感测。</li></ul> <p>从长远来看，目前处于早期阶段的技术很可能会成熟并可用于国防。例如，脑-机接口技术将人类与机器无缝连接，以更好地控制多种资产（可能提供一种力倍增效应）；经颅电和磁刺激（TEMS）以提高认知能力和学习能力；基因组编辑，可以修改DNA，以潜在地引入物理增强和疾病防护；3D生物打印，优化身体各部分的功能形态，以实现物理、认知或感官性能的提高；远程存在，以扩展人类先天能力的交付（如来自训练有素的技术人员的专业知识知识和技能），无需亲自到场。</p> <p>保持我们对此类技术的理解对于防御可能选择使用这些增强功能的对手至关重要。</p> <h4 id="支撑技术族-8"><a href="#支撑技术族-8" class="header-anchor">#</a> 支撑技术族</h4> <ul><li>先进材料。</li> <li>人工智能、机器学习和数据科学。</li> <li>自主系统和机器人技术。</li> <li>传感器。</li> <li>先进的电子和计算技术。</li></ul> <h3 id="下一代指挥与控制"><a href="#下一代指挥与控制" class="header-anchor">#</a> 下一代指挥与控制</h3> <h4 id="背景-9"><a href="#背景-9" class="header-anchor">#</a> 背景</h4> <p>有效的指挥与控制（Command and Control，C2）是在高要求的军事行动中取得成功的先决条件。国防部需要开发有效的、适应性强的和有弹性的指挥和控制能力——利用新的和新兴的技术——以支持更大的组织灵活性和更有效的工作方式。这包括更好地设计和执行任务，以及更有效地协调活动和效果。</p> <p>指挥与控制使所有其他军事能力得以发挥，但随着作战环境变得越来越动态和复杂，无论是在我们面临的对手数量还是我们必须与之合作的参与者数量方面，它面临着越来越多的挑战。电子战和网络战意味着威胁和反应不再局限于物理领域，因此指挥与控制系统需要具有鲁棒性和弹性。面对越来越多的传感器和不断增加的数据量，指挥与控制仍然需要实现准确的态势理解，并在一系列高度互联的领域和环境中指挥复杂、协调的响应。</p> <h4 id="指挥与控制的国防利用"><a href="#指挥与控制的国防利用" class="header-anchor">#</a> 指挥与控制的国防利用</h4> <p>指挥与控制是一个复杂的社会技术系统，其目的是指导和协调跨军种和多个领域的军事意图和活动。它包括人、结构、技术和过程之间相互作用所促成的行为、工具和技术，它必须能够适应不断变化的任务要求。指挥与控制的共同功能包括：利用一系列信息和情报，发展态势理解并预测英国或其他国家行动的可能结果；通过制定与任务相关的预期未来的清晰愿景和实现该目标的大致路线，实现意图；支持决策和计划有必要组织活动和资源，通过分析和开发选项（尽管情况复杂且不确定）；指导资源的使用，将计划转化为行动，并有效传达下一代指挥和控制49；监控和评估情况，包括通过分析提供数据以了解可能发生的情况；通过促进与致力于达成共同成果的更广泛参与者的互动，实现合作。</p> <h4 id="技术机会-9"><a href="#技术机会-9" class="header-anchor">#</a> 技术机会</h4> <p>提高指挥和控制效能的技术机会非常广泛。数据分析工具，包括那些利用人工智能的工具，可以支持在复杂情况下的理解和决策。数据融合和可视化技术可能有助于监控和评估情况。可视化地表示基本原理和论据的技术可能有助于开发和传达意图。先进的高带宽、低截获概率（probability-of-intercept，POI）无线通信系统，在战场云端数据存储的支持下，可能会提供更大的指挥控制灵活性和弹性，并使指挥与控制单元具有更大的分散性和移动性，前提是我们能够应对安全和电磁挑战。此外，WiGig和Li-Fi等高带宽、短程通信技术可为总部内部通信提供许多优势，使总部内部组织更具灵活性。国防指挥控制系统将需要采用新的商业技术，但也有商业用户不具备的独特需求，这意味着我们需要与工业界合作，开发我们所需的能力。</p> <h4 id="支撑技术族-9"><a href="#支撑技术族-9" class="header-anchor">#</a> 支撑技术族</h4> <ul><li>人工智能、机器学习、数据科学。</li> <li>自主系统和机器人技术。</li> <li>电力、能量储存、转换和传输。</li> <li>传感器。</li> <li>先进的电子和计算技术。</li></ul> <hr class="footnotes-sep"> <section class="footnotes"><ol class="footnotes-list"><li id="fn1" class="footnote-item"><p>科学技术能力包括获得人员、知识、基础设施和执业许可证，无论是内部持有还是由政府合作伙伴、外部供应商和国际盟友持有。 <a href="#fnref1" class="footnote-backref">↩︎</a></p></li></ol></section></div> <footer class="page-edit"><!----> <div class="last-updated"><span class="prefix">更新于:</span> <span class="time">10/3/2020, 7:31:45 AM</span></div></footer> <div class="page-nav"><p class="inner"><span class="prev">
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